Эксплуатационные свойства и безопасность движения.

Двурельсовый вариант СТЮ.

С нашей точки зрения безопасность движения не обеспечена. Проведенные расчеты (см. главу 2) показали, что при движении Юнибуса по двум струнам со скоростью 100 км/час возникают недопустимые ускорения порядка и даже более. Конечно, такое перемещение пассажиров нельзя назвать комфортным, кроме того, имеется прямая опасность схода со струн Юнибуса. При скорости несколько большей 100 км/час неизбежен отрыв Юнибуса от рельсо струн и падение на землю. Перегрузки, которые возникают при наезде Юнибуса на относительно жесткие промежуточные опоры (эффект «лежачего полицейского», или эффект трамплина), вполне могут вызвать разрушение Юнибуса во всех и опор. В расчетах устойчиво получаются коэффициенты динамики к_Д =1 и более, то есть фактическое усилие в элементах конструкции удваивается. Пассажиры при этом будут стукаться головой об потолок, причем стадия парения в воздухе будет сменяться двукратными перегрузками. Для железной дороги предельным считается динамический коэффициент равный к_Д =0,35.

Все сказанное относится к скорости 100 км/час, заявленной в проекте для Хабаровска. В других материалах Юницкого А.Э., широко опубликованных, например, на его сайте в Интернете, упоминаются скорости порядка 300 км/ час и более. На основании выполненного достаточно подробного численного моделирования (см. гл. 2) можно утверждать, что при скоростях больших 150 км/час Юнибус вообще отрывается от струнного пути и взлетает над трассой, что соответствует катастрофе с гибелью людей. Следует отметить, что рассмотрение пространственной расчетной схемы еще уменьшит скорость при, которой, Юнибус сходит с рельсов.

Очевидная без всяких расчетов ошибка проекта заключается в разных условиях опирания правой и левой струны. Струна, которая опирается на консоль опоры, будет иметь большее перемещение, из-за чего экипаж получит тенденцию к кручению вокруг продольной оси, что будет способствовать одностороннему отрыву колес (см. рис.1.1).

Рис. 1.1. Разные условия опирания правой и левой струны (графика из материалов Юницкого).

Итак, проект промежуточной опоры не выдерживает критики. Это не означает, что можно эту опору запроектировать хорошо. Любое жесткое опирание эластичной струны неизбежно будет приводить к эффекту «лежачего полицейского». Непонятно, почему разработчики СТЮ не уделяют этому вопросу никакого внимания. Этот дефект является не устранимым. Единственно. Что может принести здесь положительный результат, это усиление струны и тогда естественным путем осуществится переход к балочной эстакаде. Но пока мы обсуждаем струнный транспорт.

Эффект «лежачего полицейского» еще усилится, если Юнибус будет осуществлять торможение. Этот вариант был так же смоделирован на компьютере (см. главу 2). Начальная скорость была принята равной 100 км/час и коэффициент сцепления колеса с рельсами 0.35 (общепринятое значение для колес и рельсов). Как видно, ускорение в данном случае (см. рис. 2.7) будет достигать . Это значит, что коэффициент динамики для экипажа будет 3,5!!! В реальной конструкции при этом произойдет исчерпание рабочего хода амортизаторов, что в свою очередь еще увеличит динамические эффекты. При указанном значении ускорений пассажиры получат ранения, даже если не произойдет сход с рельсов.

Отметим, что мы выбрали пролет 40 метров, в материалах по СТЮ упоминаются пролеты 50 метров. С увеличением величины пролета все обсуждаемые факторы будут еще усиливаться. Так же мы не ввели в расчет температуру. При температурном перепаде в 100 град. С потеря преднапряжения в нитях составит около 25%, что увеличит прогибы и соответственно высоту «лежачего полицейского». Таким образом, отброшенные факторы будут влиять лишь в сторону усугубления ситуации.

На железных дорогах для пассажирских вагонов предельной считается величина ускорений . Таким образом, эта предельная норма превышена примерно в 10 раз. Хорошо, что это пока происходит лишь на бумаге.

В материалах разработчиков нам попалось упоминание о натурных экспериментах (см. рис 1.2.)

При рассмотрении этой фотографии возникает большое количество вопросов. Прежде всего, у авторов отсутствует упоминание о величине достигнутой скорости. Струнорельсы усилены шпренгелями. Опора имеет конструкцию, отличную от той, которая показана на рекламном диске[3]. Непонятно, как можно было разрешить людям находится рядом с такой неустойчивой системой. Эта фотография очень отчетливо демонстрирует те трудности, с которыми столкнется каждый, кто попытается реализовать эту идею на практике.

Рис. 1.2. Фотография, демонстрирующая натурный эксперимент

Монорельсовый СТЮ Хотя система в отличие от двурельсового СТЮ представляется нам все же реализуемой с технической точки зрения (исключая конструкцию самого рельса и стального колеса). Непосредственно в представленном виде она содержит много принципиально нерешаемых проблем. В нашу задачу, однако, входит рассмотрение именно представленного варианта.

Прежде всего большие опасения вызывает наклон кабины вперед и тут же, в конце пути, назад (см рис. 3.4). Стоять в таком транспортном средстве будет невозможно. Где должен сидеть водитель? Если его место в начале Юнибуса при движении направо, он окажется в конце Юнибуса спиной вперед при движении налево? Не появится ли у него морская болезнь, если учесть, что цикл воздействий должен повторятся 1 раз в минуту (по данным разработчиков СТЮ необходимо пропустить 38 пассажиров в минуту).

Ощущение в начале пути будет такое же как у лыжника, стартующего с достаточно крутой горы, ведь внизу он наберет скорость 120 км/час. Похоже на скоростной спуск горнолыжника. Готовы ли к этому, например, пожилые люди с ослабленным здоровьем. Перепад атмосферного давления также будет значительным на резком изменении высоты (-80 и сразу +80 метров) в течение одной минуты. Напомним, что речь идет не о добровольно аттракционе, а о необходимом элементе городской транспортной системы.

Как будут эвакуироваться пассажиры в случае выхода из строя двигателя? Они окажутся висящими над рекой. В это время может усилится ветер, начаться гроза и т.д.

Как мы выясняли (см. гл. 3) при подходе к станции реальной, а точнее говоря почти неизбежной, является пробуксовка колес. Все перечисленное говорит о том, что использование такого транспортного средства, тем более пропуск 28 пассажиров в минуту относится к области фантазии.

Наконец наиболее важное замечание относится к конструкции струно рельса. Допустим абстрактно, что он будет каким либо образом и висеть над рекой тяжелой головкой вверх. Будет ли реальный элемент занимать такое фиксированное положение? Остановимся на этом важном вопросе подробнее.

Дело в том, что рассматриваемый стержень длиной 1,5 километра практически не обладает жесткостью на кручение.

Решим методами сопротивления [5] с определенными упрощениями задачу, изображенную на рисунке 1.3.

Рис.1.3. Действие небольшого крутящего момента в середине пролета.

Приложен такой крутящий момент, который вполне может создать человек, находящийся в середине пролета. Угол поворота получился около 30 градусов.

Этот пример мы привели для того, чтобы показать что стержень (рельс струна) практически не закреплен от кручения. Вспомним конструкцию железнодорожного рельса, подошва которого закрепляет его полностью, в том числе и от поворота.

Вообще говоря, устойчивость вертикального равновесного положения рельса является сомнительной. Незначительные боковые нагрузки могут вызвать опрокидывание рельса. И дело даже не в нагрузке. Непрерывный элемент такой большой длины никак не может быть изготовлен без определенной начальной необратимой деформации кручения. Поэтому, будучи расположен в пролете он будет занимать то положение, которое будет соответствовать отмеченной начальной деформации.

При боковых воздействиях, например ветре, действующем и на Юнибус, рельс будет иметь тенденцию заваливаться на бок. Противодействие этому будут оказывать только колеса. Фиксация рельса будет связана с касанием с ребордами (см рис.1.4).

Рис. 1.4. Заваливание рельса при боковом воздействии на Юнибус

Конечно, на касание с ребордами сильно рассчитывать нельзя и при значительном боковом ветре рельс ляжет плашмя. При этом, очевидно, произойдет заклинивание, непредсказуемое торможение. Непонятно как можно будет спасти людей, единственный вариант – использовать вертолеты.

Обсуждения этих вопросов мы не нашли у разработчиков СТЮ. Вообще ни о каких трудностях в материалах по СТЮ не говорится, и это настораживает. Ведь идеология конструктора всегда должна заключаться в том, что бы искать слабые места в системе, а не скрывать их. Далее сама жизнь найдет еще много дефектов, о которых разработчик и не подозревал.

Положительно оценить конструкцию, обладающими столь очевидными недостатками нельзя.

1.3. Защищённость предлагаемой системы СТЮ от внешних воздействий

Двурельсовый СТЮ.

Трудно себе представить транспортную систему, более уязвимую по отношению к различного вида внешним воздействиям, чем рассматриваемая. Пассажиры находятся на высоте 6 метров от уровня земли. Разрушение любой струны в любом месте приводит к их гибели. Разрушение может наступить вследствие: случайного столкновения с другим видом транспорта, падения дерева на трассу, поломки Юнибуса, теракта. Причём, террорист может не использовать взрывчатку. Достаточно закрепить на струне перед опорой любой массивный предмет. Перечисленные действия могут быть связаны с неосознанными действиями людей, находящихся под воздействием наркотиков, в состоянии опьянения, неосознанными действиями несовершеннолетних, и т.п. Случайный подмыв или обводнение основания одной из опор может привести к недопустимой её деформации. Учитывая значительную протяжённость трассы, слежение за этими факторами будет не простым. Потребуются путеобходчики и охрана.

Что касается монорельсовой СТЮ, то, как любой традиционный вариант подвесной дороги, эта система связана с большим риском в эксплуатации. Здесь следует вспомнить ранее сделанное замечание относительно неустойчивости рельсоструны. Особую опасность для системы будет представлять, очевидно, боковой ветер.

Подводя итог можно ещё раз повторить, что обе предлагаемые системы, и в особенности наземная, по уровню незащищённости от внешних воздействий должны быть поставлены на первое место среди всех известных транспортных систем.

Ремонтопригодность

Двурельсовый вариант СТЮ. Наиболее уникальная часть этой конструкции рельс струна. Если он будет разрушен (столкновение с транспортной системой другого типа, смерч, авария Юнибуса, наводнение, теракт), выйдет из строя весь струнный путь. По крайней мере, одна струна будет разрушена полностью, так как огромное преднапряжение в струнах разрушит оболочку и заполнитель. При этом, возможно, будет разрушено несколько промежуточных опор. (Рис 1.5.)

Рис. 1.5. Схема разрушения опор в случае обрыва троса.

Упругая деформация разгруженной струны составит:

метров.

Разгруженная струна не будет подлежать восстановлению. Попытка ее заново натянуть будет бесполезна, так как самим преднапряжением будет разрушен корпус и заполнитель.

То же самое относится и к монорельсовому варианту СТЮ. Причем разрушение струны повлечет существенное динамическое воздействие на здания –опоры (внезапное снятие горизонтальной силы 210 тонн).

Кабель на моно СТЮ будет очень сложно осматривать и обслуживать. В отличие от традиционных фуникулеров подобраться к точке кабеля в пролете можно будет только пользуясь Юнибусом и далее, на высоте, над рекой выполнять работы.

Таким образом, можно констатировать, что рассматриваемая система не ремонтопригодна. Вообще говоря, о ремонте рельса струны говорить сложно, если учесть, что совершенно не понятно как можно осуществить его первоначальный монтаж. Нужно негибкую нить поднять на высоту 100 метров над рекой, или монтировать рубашку непосредственно над рекой.

По непонятным причинам авторы СТЮ этих вопросов не касаются.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: